[发明专利]矿渣-粉煤灰复合固体激发剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿渣-粉煤灰复合固体激发剂及其生产方法，属于水泥、混凝土建筑材料领域。

背景技术

粉煤灰和矿渣微粉是当前工程界使用最广泛的活性矿物掺合料，在混凝上中同时加入粉煤灰和矿渣微粉，二者的″工作性能和强度优势互补效应″使混凝土具有良好的和易性、抗渗性和可泵性。但是在混凝土中加入大量的粉煤灰、矿粉等辅助胶凝材料，特别是在掺量较大(＞50％)的情况下，混凝上的抗压强度，特别是早期抗压强度往往很低，在这种情况下，怎样激发混凝上中辅助胶凝材料的水化活性，提高混凝土的早期强度成为更广泛推广辅助胶凝材料使用的关键。

目前，激发粉煤灰，矿渣等胶凝材料活性的方法在矿物掺合料的应用中取得了一些成果，尤其是在碱激发剂的研制方面。已有的专利或文献显示，碱激发剂中最有效的是NaOH和液体硅酸钠复配的溶液体系，但液体激发剂具有不稳定、使用不便等缺点，且不能直接生产出碱激发胶凝材料。而固体激发剂中多以NaOH、KOH为主，NaOH、KOH在空气中极易吸收水分潮解，与胶凝材料共同磨细，会发生局部的碱-胶凝材料的水化反应，造成碱胶凝材料很快失效。如果使用固态碱金属硅酸盐，由于它们在水中的溶解度小且溶解速度很慢，单独对矿物掺合料进行激发很难达到效果，即使是使用溶解性较好的速溶粉状硅酸钠激发，也很难达到效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱性强、在空气中稳定、对矿渣粉、粉煤灰激发效果显著，且成本低廉，使用、储存方便的一种矿渣-粉煤灰复合固体激发剂及其生产方法。

技术解决方案：

本发明提供的矿渣-粉煤灰复合固体激发剂，包括下列原料的按重量百分比组分：氢氧化钠10～25％，碳酸钠10～25％，低模数液体水玻璃55～65％，改性剂0.2～0.5％。

所述改性剂为聚丙烯酰胺或聚磷酸盐或二者的混合物。

所述低模数液体水玻璃为模数2.5～2.8，波美度40～50度的水玻璃。

本发明提供一种矿渣-粉煤灰复合固体激发剂的生产方法，包括如下方法步骤：

(1)按重量百分比计：将氢氧化钠10～25％，碳酸钠10～25％，低模数液体水玻璃55～65％，改性剂0.2～0.5％，混合、搅拌至形成均一溶液；

(2)将步骤(1)中制备的均一溶液置于真空条件下，陈化消解24～48h；

(3)在真空条件下，将步骤(2)中陈化消解后的溶液在140～170℃干燥，干燥后，粉磨至比表面积不小于300m²/kg，即制得复合固体激发剂。

本发明所述氢氧化钠、低模数液体水玻璃、碳酸钠组分为矿渣-粉煤灰混合体系水化，一方面提供充足的OH-离子，使得体系PH值提高，水化反应加速，对矿渣、粉煤灰混合体系有较好的早强作用；另一方面使矿渣在碱性溶液中水化产生的Ca(OH)₂进一步与粉煤灰玻璃体进行火山灰反应，保证了体系的后期强度。

所述碳酸钠除具有活性激发作用外，还具有一定的减水功能，从而改善矿渣、粉煤灰混合体系的流动性能；

所述改性剂聚丙烯酰胺或聚磷酸盐对多组分碱起到改性、稳定复合固体碱性能的作用。

本发明的优点是：该激发剂是利用多种组分复合改性而成，首先克服了目前常用固体碱激发剂的稳定性差、液体激发剂现场施工难的弊端，同时多组分复合后由于各组分的叠加效应使得复合后的激发剂激发性增强，可有效地激发各种类型的矿渣和粉煤灰的潜在活性；使用本发明的矿渣-粉煤灰复合固体激发剂生产矿物掺合料或混凝土，在保证相同强度的条件下，可使矿渣粉、粉煤灰在水泥、混凝土中的总掺量达到原材料组成的90％以上，大量地利用了工业废渣，显著地减少了水泥用量，实现了节能减排的目标。

附图说明

图1为检测中矿渣-粉煤灰胶凝材料净浆3d龄期的扫描电镜图谱；

图2为检测中矿渣-粉煤灰胶凝材料净浆28d龄期的扫描电镜图谱；

图3为检测中矿渣-粉煤灰胶凝材料净浆3d龄期的XRD衍射图谱；

图4为检测中矿渣-粉煤灰胶凝材料净浆28d龄期的XRD衍射图谱。

具体实施方式

按表1所列原料组成系列进行矿渣-粉煤灰复合固体激发剂的制备。

表1矿渣-粉煤灰复合固体激发剂组配

注：1)表中原料纯度均为工业级，液体水玻璃：

实施例1：模数2.5，波美度40度；

实施例2：模数2.6，波美度45度；

实施例3：模数2.7，波美度48度。